Was ist Wärmeübertragungsflüssigkeit?
Wärmeübertragungsflüssigkeit bezieht sich auf eine bestimmte Mischung von Chemikalien, die Wärme sammeln und transportieren. Diese Flüssigkeiten sind eine der Schlüsseltechnologien, die die Stromerzeugung aus einem Solarkonzentrationssystem (CSP) ermöglichen. Bei der Auswahl einer geeigneten Wärmeträgerflüssigkeit müssen mehrere Betriebskriterien festgelegt werden.
Bei CSP-Systemen (Concentrating Solar Power), einer fortschrittlichen Solartechnologie, wird Lichtenergie in Wärme umgewandelt. Dies ist ein Unterschied zu Photovoltaik-Solarstromanlagen, bei denen Lichtenergie, die von Fotozellen aufgenommen wird, direkt Strom erzeugt. In einem CSP-Prozess wird das Licht durch Spiegel konzentriert, die das reflektierte Sonnenlicht auf Empfänger fokussieren, die Rohre, durch die sich die Wärmeübertragungsflüssigkeit bewegt. Die heißen Flüssigkeiten werden dann zum Kraftwerk geleitet.
In einer CSP-Konfiguration werden Parabolspiegel verwendet, die in außergewöhnlich langen Reihen angeordnet sind und den Blättern großer Autobahnschneepflüge ähneln. Die Wärmeübertragungsflüssigkeit wandert durch die horizontalen Zentren der Spiegel und gewinnt Wärme, wenn sie sich von einem Spiegel zum nächsten bewegt. Andere Konfigurationen verwenden kreisförmige flache Spiegel, die das Licht auf Empfänger fokussieren, die über den Spiegeln aufgereiht sind. Oft haben die Systeme eine solare Nachführfunktion, bei der die Spiegel der Bewegung der Sonne über den Himmel folgen können.
Das heiße Fluid wird zu einem Dampfturbinenkraftwerk gepumpt. Dort erwärmt die Flüssigkeit das Wasser und ersetzt den Brennstoff in der traditionellen fossilen Elektrotankstelle. Der Siedewasserkreislauf ist bis auf die konstruktive Variation des Wärmetauschers zwischen Wärmeträgerflüssigkeit und Wasser identisch. Gasverteiler und Auspuffmechanismen sind nicht erforderlich.
Die Verwendung des Wärmeübertragungsfluids ist aus zwei Gründen bemerkenswert. In diesem Schema wurde kein Kraftstoff verbraucht; Die Energie kam aus dem Sonnenlicht. Daher sind keine Verbrennungsnebenprodukte zu handhaben. CSP bietet die Vorteile von Photovoltaik-Anlagen für Solarbrennstoffe, kann jedoch potenziell höhere Wirkungsgrade und höhere elektrische Leistungen erzielen.
Zweitens wurde die Wärme buchstäblich von einem Ort zum anderen geleitet. Ingenieure denken in der Regel, dass Wärme ein Abfallprodukt oder ein Nebenprodukt ist, aber nicht der Energieträger. Die Wärme wird so leicht durch Rohrwände und Rohrleitungen geleitet, dass sie nicht leicht transportiert werden kann und am Ort der Erzeugung am besten genutzt wird. Die Verwendung fortschrittlicher Wärmeträgerflüssigkeiten macht den Wärmetransport möglich.
Wärmeübertragungsflüssigkeiten müssen sorgfältig so ausgelegt werden, dass sie eine hohe Wärmekapazität, eine hohe Wärmestabilität und einen breiten Bereich von Betriebstemperaturen aufweisen. Sie müssen entweder flüssig bleiben oder als Gas systemverträgliche Eigenschaften aufweisen. Ein typisches Wärmeträgerfluid weist Betriebsspezifikationen von 12 ° C bis 400 ° C (54 ° F bis 752 ° F) auf.